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1、+1 三相对称网络可用单相对称网络分析，如右图所示：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第1页/共59页2 进一步简化为：建立各序网的基本方程： 1111222000jjjaaaaaaaUEI XUI XUI X 序网络图a）正序网络 b）负序网络 c）零序网络问：这个方程组中哪些参数是已知的，哪些参数是未知的?5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第2页/共59页31单相接地短路单相接地短路下图表示a相接地短路。序网络1111222000jjjaaaaaaUEIXUIXUIX u 单相接地短路的其他特征00abcUII边界条件5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压边
2、界条件怎么用?基本方程第3页/共59页4u由0aU120aaaIII1200aaaUUUu另外0bcII21220111333111333111333aabcaabcaabcIIaIa IIIa IaIIIII212201 11 31 1 1aaabacIIaaIaaIII120131313aaaaaaIIIIII1201200aaaaaaUUUIII所以边界条件表示为：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第4页/共59页51201120jaaaEIIIXXXF短路点的各序分量电流为： u 求解 F短路点的各序分量电压为： 01000aaaUj IXj IX 21222aaaUj I
3、Xj IX 111120120aaaaaUEj IXUUj IXX 5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第5页/共59页6F短路点的故障相电流为： 112011203j3aaaaaEIIIIIXXXF单相接地短路电流为: (1)13kaaIIIF短路点的非故障相对地电压为:222112020()(1)abaaaUa UaUUjIaa XaX22112020()(1)acaaaUaUa UUjIaaXaX5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第6页/共59页7u 相量图 单相接地短路时短路点的电压和电流相量图如下所示。单相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图 b）电流
4、相量图5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第7页/共59页8单相接地短路的复合序网u 复合序网 是指根据边界条件所确定的短路点各序量之间的关系，由各序网络互相连接起来所构成的网络。 单相接地短路的复合序网如右图所示。 120120013aaaaaaaUUUIIII问：为什么中性点不接地系统的单相短路电流为零?问：如果是单相经电抗接地，如何计算呢?5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第8页/共59页9单相经电抗接地短路下图表示a相经电抗接地短路。序网络1111222000jjjaaaaaaUEIXUIXUIX u 边界条件0aafbcUI ZII5.1 各种不对称短路时故障处
5、的短路电流和电压基本方程第9页/共59页10120120120aaaaaafaaaUUUIIIZIII所以a相经阻抗接地的边界条件表示为：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压1201120j3aaafEIIIXXXZ复合序网图计算求解第10页/共59页例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：发电机G：11.10 0 0.12 200 cos0.85dNNEXPMW变压器T：250 %10.5 10.5/242 NkSMVA Uk线路l：10160 0.4/ 3.5lkm Xkm XX 试计算k点发生a相单相接地短路时的短路电流及非故障相的电压有名值。115.1 各种不对称短路时
6、故障处的短路电流和电压第11页/共59页正序网：负序网：零序网：125.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第12页/共59页*1000.1050.042250BTNTNSXXS解：选取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别为：变压器T：线路L1： 1 *221000.4 600.0454230BlavSXXU1*/cos1000.120.051200/0.85BBGGNGNNNNSSXXXSP发电机G：13 0 *1 *3.50.159llXX5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第13页/共59页1 *0.0510.0420.04540.138
7、X计算序电抗：142*1 *0.138XX0*0.0420.1590.201X1201120j1.1=2.3101380.1380.201aaaEIIIXXXjj 计算序电流：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第14页/共59页15F短路点的故障相电流为： 120136.936.93 270aaaaaIIIIIj 11006.931.743230akIIkAF短路点的各序分量电压为： 11202.310.1380.2010.783aaUj IXXjj1222.310.1830.319aaUj IXjj 5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第15页/共59页161002.3
8、10.2010.464aaUj IXjj F短路点的非故障相对地电压为:221200.7830.3190.4641.18126.11baaaUa UaUUaa221200.7830.3190.4641.18 126.11caaaUaUa UUaaF短路点的非故障相对地电压有名值为:2301.18156.73bcUUkV5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第16页/共59页172两相短路（b、c两相短路） u 边界条件0abcbcIIIUU 两相短路右图表示b、c两相短路。 序网络各序网的基本方程为： 1111222000jjjaaaaaaUEIXUIXUIX 5.1 各种不对称短路时
9、故障处的短路电流和电压第17页/共59页0abcIII 21220111333111333111333aabcaabcaabcIIaIa IIIa IaIIIII212201 11 31 1 1aaabacIIaaIaaIII21220113311331133abbabbabbIaIaIIa IaIIII0120aaaIII 185.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压问：两相短接短路故障有零序电流吗？第18页/共59页212201 11 31 1 1aaabacUUaaUaaUUU12aaUU21220111333111333111333aabcaabcaabcUUaUa UUUa U
10、aUUUUUbcUU21220111333111333111333aabbaabbaabbUUaUa UUUa UaUUUUU195.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第19页/共59页20u两相短路（b、c两相短路）边界条件0abcbcIIIUU 012120aaaaaIIIUU u 复合序网： 1111222000jjjaaaaaaUEIXUIXUIX 联立5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第20页/共59页21211222jjaaaaUUIXIX F短路点的各序分量电压： F短路点的故障相电流为： 22120111()j 3j 3baaaaacbaIa IaIIaa
11、IIIII u 所以：F短路点的各序分量电流为： 11212j)aaEIIXX （5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第21页/共59页22F短路点各相对地电压为：1120122j2aaaaaaUUUUUIX在远离发电机的地方发生两相短路时，可认为，则两相短路电流为：21XX(2)(3)1112133322kkEEIIXXXF两相短路电流: 上式表明，两相短路电流为同一地点三相短路电流的 倍。 2321201bcaaaaUUa UaUUU (2)111233bckaEIIIIXX5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第22页/共59页23u 相量图：两相短路时短路点的电压电流
12、相量图a）电压相量图 b）电流相量图5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第23页/共59页24两相经阻抗短路（b、c两相短路） u 边界条件0abcbbcfIIIUUI Z 5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压0121120aaaaaafIIIUUIZ 第24页/共59页例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：发电机G：11.10 0 0.12 200 cos0.85dNNEXPMW变压器T：250 %10.5 10.5/242 NkSMVA Uk线路l：10160 0.4/ 3.5lkm Xkm XX试计算k点发生b、c相直接短路时的短路电流及非故障相的电压有名值2
13、55.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第25页/共59页正序网：负序网：零序网：265.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第26页/共59页*1000.1050.042250BTNTNSXXS解：选取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别为：变压器T：线路L1： 1 *221000.4 600.0454230BlavSXXU1*/cos1000.120.051200/0.85BBGGNGNNNNSSXXXSP发电机G：27 0 *1 *3.50.159llXX5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第27页/共59页1 *0.0510.0
14、420.04540.138X计算序电抗：282*1 *0.138XX0*0.0420.1590.201X11121.1=3.986j01380.138aEIjXXj 计算序电流：213.986aaIIj 00aI5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第28页/共59页29F短路点的故障相电流为： 2120136.96.9 180baaaaIIIIjI 21006.91.7323230kIkAF短路点的各序分量电压为： 11220.55aaaUUjXI6.96.9 0cbII 00aU5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第29页/共59页30F短路点的非故障相对地电压为:121
15、.1 1.1 0aaUU10.550.55 180bcaUUU F短路点的非故障相对地电压的有名值为:2301.1146.073aUkV2300.5573.043bcUUkV5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第30页/共59页313两相接地短路u 边界条件00abcIUU1201200aaaaaaIIIUUU两相接地短路右图表示b、c两相接地短路 。5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第31页/共59页32两相接地短路的复合序网u 复合序网：1201200aaaaaaIIIUUUu 联立方程求解：1111222000jjjaaaaaaUEIXUIXUIX 与5.1 各种不
16、对称短路时故障处的短路电流和电压第32页/共59页3311120j/)aEIXXX（20112020aaaaXXUUUj IXXF短路点的各序电压为：F短路点的各序分量电流为： 02120aaXIIXX 20120aaXIIXX 5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第33页/共59页34F短路点故障相的电流为：2220120120()baaaaXaXIa IaIIIaXXF流入地中的电流为（或者是流经变压器中性线的电流）： gbcIII2220120120()caaaaXa XIaIa IIIaXX222020112020=()+()aaXaXXa XIaIaXXXX21203aXI
17、XX 03aI5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第34页/共59页35F短路点非故障相电压为： 20112033aaaXXUUj IXXF两相接地短路电流为 ：22(11)220202011202022202201122020201220()()3393332242()3 1baakaacaXaXa Xa XXaXIIIaIXXXXjXjXXXXIIXXXXXXIIXX ，（）5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第35页/共59页36两相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图 b）电流相量图u 相量图：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第36页/共59
18、页例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：发电机G：11.10 0 0.12 200 cos0.85dNNEXPMW变压器T：250 %10.5 10.5/242 NkSMVA Uk线路l：10160 0.4/ 3.5lkm Xkm XX试计算k点发生b、c相接地短路时的短路电流及非故障相的电压有名值。375.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第37页/共59页正序网：负序网：零序网：385.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第38页/共59页*1000.1050.042250BTNTNSXXS解：选取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别
19、为：变压器T：线路L1： 1 *221000.4 600.0454230BlavSXXU1*/cos1000.120.051200/0.85BBGGNGNNNNSSXXXSP发电机G：39 0 *1 *3.50.159llXX5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第39页/共59页1 *0.0510.0420.04540.138X计算序电抗：402*1 *0.138XX0*0.0420.1590.201X11120j/1.1=5.00.138 0.20101380.1380.201aEIXXXjj 计算序电流：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第40页/共59页410212
20、00.2015.02.9650.1380.201aaXIIjjXX 201200.1385.02.0350.1380.201aaXIIjjXX F短路点的故障相电流为： 212025.02.9652.0357.55 156.13baaaIIIIj 5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第41页/共59页421,11007.551.93230bckIIIkA212025.02.9652.0357.55 23.87caaaIIIIj 6.116.11 90gbcIIIj1006.111.533230gIkA5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第42页/共59页43F短路点的非故障
21、相对地电压为:F短路点的各序分量电压为： 012002.0350.2010.409aaaaUUUj IXj j131.2271.227 0aaUUF短路点的非故障相对地电压有名值为:1.227230/3162.94aUkV5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第43页/共59页44正序等效定则u 故障相正序电流绝对值 可以表示为： )(1naI( )11( )1nanEIXX该式表明，发生不对称短路时，短路电流的正序分量，与在短路点每一相中接入附加电抗 而发生三相短路的电流相等。因此又称为正序等效定则。 )(nX11120jaEIXXX单相接地：1112jaEIXX两相短接：11120
22、j/aEIXXX两相接地：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第44页/共59页45u 各种不对称故障时短路电流的绝对值：)(1)()(nannkImI短路类型短路类型 三相短路三相短路 两相短路两相短路 单相接地短路单相接地短路 两相接地短路两相接地短路 )(nX)(nm2X302XX0202XXXX2020213XXXX各种短路时的 和 值 ( )nX)(nm(1)13kaaIII(2)13kaII(11)2012203 1kaXXIIXX，（）u 各种不对称故障时短路电流的绝对值可表示为：5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压第45页/共59页例：如下图所示的简单电力系
23、统中，发电机G、变压器T、线路l参数都已知。试计算k点发生b、c相直接短路时母线B上残留的电压以及流向短路点的短路电流。一、非短路点参数计算465.2 非故障处电流、电压的计算 电力系统设计运行中，除需要知道故障点的短路电流和电压外，有时还需要知道网络中某些支路电流和节点电压。k第46页/共59页475.2 非故障处电流、电压的计算基本思路：先求出电流电压的各序分量在网络中的分布，然后将相应的各序分量进行合成求得各相电流和相电压。1111222200001ahaahaahaUUjX IUUjX IUUjXI第47页/共59页二、对称分量经变压器后的相位变化485.2 非故障处电流、电压的计算1
24、、YY-12连接的变压器不发生相位移动！第48页/共59页495.2 非故障处电流、电压的计算2、Y -11连接的变压器电压相位移动30！第49页/共59页505.2 非故障处电流、电压的计算电流相位移动3030113022jaAjaAUUeUUe30113022jaAjaAIIeIIe公式表达式：第50页/共59页515.3非全相运行的分析计算一、非全相运行的基本情况单相断线 两相断线 第51页/共59页525.3非全相运行的分析计算二、非全相运行的分析计算单相断线 断线处参数的对称分量法表示两相断线 第52页/共59页535.3非全相运行的分析计算分解成独立的正序负序零序网络建立各序网的基
25、本方程： 1111222000jjjaaaaaaaUEI XUI XUI X 第53页/共59页545.3非全相运行的分析计算单相断开计算边界条件00abcIUU1201200aaaaaaIIIUUU化简为：第54页/共59页555.3非全相运行的分析计算单线断开的复合序网单相开路的复合序网第55页/共59页565.3非全相运行的分析计算两相断开计算方法边界条件00abcUII1201200aaaaaaUUUIII化简为：第56页/共59页575.3非全相运行的分析计算两相开路复合序网两相开路的复合序网第57页/共59页58电力系统暂态分析课程到此结束感谢第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页